频率表的制作与应用
作者：林和安
发表于《无线电世界》81期? (1969,5)
无线电爱好者们都知道，在无线电研究中，理论与实践是不能分开的。然而在实践工作中，常需要多种仪器来辅助解决一些问题，困而各种电子仪器都是很需要的，所以大多数工厂实验室或具有规模的修理工场，都有各种仪器的设备。例如电子管电压表、讯号产生器、同步示波器、高频Q表、万用电桥、扫描产生器等。比如我们要测量未知的频率，上述仪器是无法直接测量出来，而唯有频率表能直接测量出来。频率表在实际应用中非常广泛，能协助解决很多问题及节省时间。特别在实验自制的各种AF-RF振荡器时是有用的仪器。例如在设计制作滤波器及多频道无线电通讯系统和检查录音机品质以及逆变流器等制作等频率表更能给予不少方便。无线电爱好者在应用万能电侨时，常需外接讯号以作根据，频率表便可作为我们的左右手。
随著现代电子工业和电子技术飞跃发展，测量仪器倾向小型化、高准确度及直读式的发展为对象。采用集成电路数字会直读式的取样频率表不断推出，但价格不菲。商品中如日本Takeda Riken厂所出品编号TR5589定价达日币三百万元以上，约港币五万元之巨。此等仪器只适合研究室之用，站在业余研究者立场而言，一个低代价而准确直读式的频率表是必需的而又可以白制的。本文是介绍自制一具利用脉冲、逻辑线路制成的直读式频率表，更在本电路中采用一集成电路(I.C.)。其测量范围自4Hz～1MHz，足够业余者一般用途。对无线电爱好看来说，自制一具是颇有意义，而费用只需100元左右而已。
线路结构
本仪器优点是不须读者自绘刻度，而利用100μA电流表原有的刻度直接读出，线性非常理想。不论是正弦波或锯齿波等均可测量。灵敏度颇高，而本身可利用50Hz电源作内部测试。
图（1）是本机线路，TR1是采用SE4010担任，把输入讯号放大至一定水平来触发下级。下级由TR2 TR3 2N708所构成的等幅矩形波产生器，其输出脉冲波的频率完全由输入触发讯号所决定。
图（1）频率表全机线路图
频率表的心脏是采用集成电路Farichild μL914在此接成单稳态电路，受到矩形波产生器输出正脉冲所触发使本身易态。但这种状态并不继续下去，而由单稳态电路内RC时间常数所决定久暂，而回复原态。当讯号输入时，IC受讯肮所激励而开关，其输出脉冲电流通过R10、C12及C13网络使电流表得到一线性平均值，频率越高平均值电流越大。
如设单稳态电路的RC时间常数配合电流表在满度时恰等於所需频率，如本机100Hz档，我们就可以很方便从电流表中读出所测频率来。在实用中常需测量较高频率，只要改变单稳态电路RC时间常数便可（即改变脉冲波的宽度）。此任务由选择开关S3S4所担任。如上述100Hz档时C用2μF，如要扩大测量至1KHz时C要缩小10倍。因一般电容误差颇大，所以采用半可变电阻（1K）给予配合，而取得正确时间常数。其他三档（10KHz、100KHz、1MHz）和上述同理。
电源电压的波动对仪器的准确度影响很大，所以凡较精密的仪器均有稳压装置，本机是由2N3643、FCS9013组成串联式稳压器。而由然纳二极管作参考电压，稳定性非常理想。输入端的强度表由400μA小型表头组成-6V交流电压表作输入强度鉴别之用，凡输入超过3V以上，需另加分压装置才能应用。VR1是输入讯号增益控制，至於VR2 VR3是分别担任控制电压高低及表头零位。下面就略谈校验及几点实用例子。
校 验
首先把装妥电路详细检查是否焊接无误，便可进行校验。步骤如下：
（1）用万能表测量稳压电源输出端电压，并调500Ω线阻VR2使电压为4V；
（2）测试各点电压是否正常；
（3）以精确仪器作校验标准。
不论厂家或业余者在制作仪器後均需经校验阶段，而仪器品质主要决定於线路设计、零件质量及安装工艺；而准确度则以校正基准仪器为核心。笔者在校正本机时是采用英国Taylor厂的制品为基准。本频率表误差对上述基准而言为<±0.5％，但初时在高频档1MHz时，当频率高至800～1000KHz时发觉误差较大，後加电容C5後就有较好改善。
读者在校正本仪器时最好能借一具较准确的讯号产生器来调正。在未通入电源之前，调表上机械零位螺丝使指针指示为零，然後输入不同频率校正各级。当转档时如发现有零位不准，可利用“零点调整”旋钮调零。
以100Hz档校正时，可利用内部电源50Hz调正，这时调本档之校正半可变电阻使表针指於50刻度上。不同档数的调整用不同频率给予校正。在校工高频段时讯号产生器应不用调幅，否则会引起误差。调整停当，各校正半可变电阻应加漆油使其固定下来，一具实用频率表就告完成。
应用实例
（1）无线电爱好看在自制扩音机的过程中，常会遇到装好後出现一些没规律的嘶叫声，使爱好者兴致大减，束手无策，但不要紧，只要把频率表并连在输出端，我们就会从频率表的表示中获知所出现的杂声是高频或者是属於中低颁，而能更好更易於进行修整，使成为一理想的扩音机，如图（2）。或者，业余者常想自制低频讯号产生器来测量扩音机频率响应的宽度，这是挺有意思的，只需利用频率表内部的强度表或另加电压表作指示，就能很清晰地看到出现的扩音机通频带，如图（3）。同时又可校正还没有安上刻度盘的AF产生器。
（2）我们在使用各种电子仪器，发觉在使用日久常有频率漂移缺点，而采用一堆确晶体振荡器来校正是有必要的。而一般测试方法，都利用检波器（平方律特性来作混频）并配合音频放大器来鉴别，而相差的频率太高大低均受膏响系统及听觉所限制。但频率表能解决以上缺点，即使高至1MHz低至4Hz均可直接讷出，方便之至。
（3）玩录音机的朋友常因由录音机的机械部份引起Wow和Flutter而感到讨厌，以目前而言，只有专门仪器才能对这问题有完善的定量分析。但此类仪器造价颇高，只合专业用途。这不是可望而不可得？不是的，只要采用本文频率表配合一稳定的5KHz讯号产生器及检彼器，一样能对Wow和Flutter有完善测量，性能也不弱於专业品。爱好者不妨一试，当知余言不谬!测时可如图(4)，首先把产生器讯号注入录音机，再把录音机播放讯号和产生器讯号一起注入检波器，检波器所得讯号即输入频率表，在频率表所得读数，一般6Hz左右是属於Wow，高於6～200Hz是属Fluttoy，使用简易有效。图（5）并示出检波线路及曲线。
频率表应用范围还很广泛，又比如配搭上光敏开关，就能用来测定机械转动的速度；用率测定有滤波器调制的遥控接收机，更加有利。至於其它应用，聪明读者只要灵活运用，用途必定还有很多。
零件的选择
本机所有零件均能在香港买到的，但由於本机是作仪器之月，所以采用高品质较为适合。电源部份是采用国产上海出品5～7K输出变压器代用，取其质高价平。在0～8Ω处可得7V左右电压供给本机电源之用。另用24号线在线圈外面空隙绕一20圈作内部测试电源之用，整流方面是采用西门于小型桥式整流子。开关均选用一种新出品小型开关（此类开关外国出品是供应工业用途，价钱约10元左右），而此新出品的国产小型开关售价只一元左右，可说是价廉物美。J1是输入插座，可供选择的有BNC型或M型同轴插座，BNC型品质较高，但价钱较贵；而M型价钱适中比较实用，故市面较流行。零位调正器的50Ω线绕可变电阻宜采用品质较好一种。电源稳压的然纳二极管是采用1V的一种，也可由矽晶体管射基担任（请阅73期专文）。电容器如C1C6C7要用高品质Mylar电容。
输入强度表是用录音机用的一种小型400μA表头，如76期的晶体管测试器所用一种，在鸭寮街旧零件档有售。至於面板及印刷底板的制作可参考刊出图（6）、图（7）。而机身外壳笔者则采用木料制成，读者可自由选择。
